Bioenergética. Transformação Biológica de Energia Milhares de reações químicas acontecem coletivamente em todo organismo a todo instante para atender

BioenergéticaBioenergética

Transformação Biológica de Transformação Biológica de EnergiaEnergia

Milhares de reações químicas acontecem coletivamente em todo organismo a todo instante para atender as demandas impostas pelo mesmo em termos de fornecimento de energia.

Dois tipos de reações caracterizam esses processos. A primeira categoria caracteriza-se pela síntese de moléculas, denominadas anabolismo, já a segunda, se caracteriza pela degradação ou quebra de moléculas – catabolismo. O somatório das reações anabólicas e catabólicas que ocorrem no organismo é chamado de metabolismometabolismo.


A energia primária, que é utilizada pelos organismos do planeta Terra, é proveniente do sol.

Os vegetais utilizam a energia luminosa para realizar as reações necessárias à formação de carboidratos, gorduras e proteínas.

Os animais, incluindo os seres humanos, se alimentam de vegetais e outros organismos para obter a energia de que precisam para manter as atividades celulares.


A energia existe sob várias formas, as quais são intercambiáveis. Por exemplo, as células musculares convertem a energia química dos nutrientes em energia mecânica. Isso requer uma série de reações químicas altamente controladas.


A energia utilizada no organismo é proveniente da quebra de ligações químicas.

Essa transferência de energia ocorre como resultado de uma série de reações químicas. Muitas dessas reações exigem que a energia seja adicionada aos reagentes - reações endergônicas.

O produto formado nessas reações contém maior quantidade de energia que os reagentes iniciais.


As reações que liberam energia, como resultado de reações químicas, são chamadas de reações exergônicas. As reações endergônicas se acoplam àquelas exergônicas de modo que uma reação gera a energia necessária para a realização da seguinte.

Alimento

CO2 + H2O

ATP

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

R

ATP

ADP + Pi

R

ATP

ADP + Pi

R

Exergônica

Endergônica


As enzimas estão presentes na maioria das reações químicas que ocorrem no organismo, regulando a velocidade com que elas ocorrem, diminuindo a energia de ativação, por essa razão são chamadas de catalisadores.

Dentre os fatores que influenciam atividade das enzimas, podemos citar: o pH, a temperatura, a concentração de substratos e a compartimentalização dos locais onde ocorrem às reações.

As células necessitam de energia. Elas possuem vias metabólicas capazes de extrair e converter os nutrientes advindos dos alimentos consumidos na dieta, numa forma de energia biologicamente utilizável, processo denominado bioenergéticabioenergética.

BioenergéticaBioenergéticaExistem vias metabólicas que fornecem energia necessária para a manutenção da atividade das células.

A energia provem da degradação bioquímica dos alimentos

DiferentesDiferentesSolicitaçõesSolicitações

BioenergéticaBioenergéticaA energia pode ser produzida a partir de vias metabólicas que utilizam substratos energéticos distintos.

Pode-se obter energia na forma de ATP a partir de:

Degradação da creatina fosfato.

Degradação da molécula de glicose (glicólise).Anaeróbia

Formação oxidativa de ATP a partirde glicose e lipídios (lipólise) Aeróbia

BioenergéticaBioenergéticaSistema ATP-CP (Fosfagênios): Envolve a liberação de um grupo fosfato e sua ligação energética com a creatina para o ADP ressintetizando o ATP. É chamado de sistema anaeróbio alático.

CP + ADP C + ATPCreatina Quinase


Provê a energia para o trabalho muscular por alguns segundos em exercícios de alta intensidade e curta duração.

A recuperação da creatina-fosfato requer ATP e ocorre durante a recuperação.

O controle do sistema ATP-CP é feito pela cretina quinase e pelo ADP.


Glicólise

Anaeróbia

Aeróbia Ácido Pirúvico

Ácido Lático

Glocólise Graf.Glocólise Graf.

BioenergéticaBioenergéticaA glicólise ocorre no sarcoplasma das células musculares e pode produzir 2 ou 3 móleculas de ATP, além de duas moléculas de ácido lático ou ácido pirúvico por molécula de glicose.

Ocorre a remoção dos hidrogênios que são unidos a moléculas transportadoras NAD (usado na glicólise) e FAD, convertendo-as a sua forma reduzida NADH e FADH2, que transportam o hidrogênio para uso posterior em processos aeróbios na mitocôndria.

A restauração do NAD, a partir do NADH é fundamental para que a reação prossiga. Como fazê-lo?

BioenergéticaBioenergéticaA lactato desidrogenase (LDH) remove os hidrogênios do NAD e o transfere para o ácido pirúvico formando ácido lático.

Destinos do Lactato:

• Ciclo de Cori no fígado.• Captação por fibras musculares do tipo I.

A Fosfofrutoquinase (PFK) é a enzima-passo limitante para a glicólise, ela é sensível ao pH e à concentração de ADP.


A produção do ATP de forma aeróbia ocorre no interior de uma importante organela: As mitocôndrias.

BioenergéticaBioenergéticaA produção aeróbia de ATP envolve duas cadeias de reações que cooperam mutuamente: O ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons que operam de acordo com os seguintes passos:

• Geração de uma molécula de 2 carbonos: Acetil-CoA.

• Oxidação da acetil-CoA no ciclo de Krebs.

• Fosforilação oxidativa (cadeia de transporte de elétrons).

BioenergéticaBioenergéticaQuando o oxigênio é suficiente, o ácido pirúvico é convertido a piruvato, que por sua vez é convertido a acetil-CoA que se une ao oxaloacetato formando citrato, iniciando o ciclo de Krebs.

As gorduras são utilizadas na forma de ácidos graxos livres (AGL).

Antes, os AGL passam por um processo chamado β-oxidação, que fraciona os ácidos graxos (que possuem quantidades variadas de átomos de carbono) em moléculas de dois carbonos que vão dar origem à acetil-CoA.

As proteínas formam acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs.

Ciclo de KrebsCiclo de Krebs

Cadeia de transp. De eletrónsCadeia de transp. De eletróns

Quadro de avaliação de Quadro de avaliação de modalidades.modalidades.

Duração do estímulo

Qualidade física

Sistema de transferência de energia

característica Via energética

3’’ a 11’’ Resistência Anaeróbica

Anaeróbico Alático

Alta intensidade e curta duração

ATP-CP

11’’ a 1’ 45’’ Anaeróbico Lático

Degradação anaeróbica de glicose

2’ a 20-24’ ResistênciaAeróbica

Aeróbico via Carboidratos

Baixa intensidade e

longa duração

Degradação aeróbica de

glicose24’ em diante Aeróbico via

GordurasDegradação aeróbica de

lipídios

Por hoje é só!Por hoje é só!

Vamos trabalhar!

Questões:Questões:1- Defina catabolismo, anabolismo, metabolismo e bioenergética.1- Defina catabolismo, anabolismo, metabolismo e bioenergética.

2- Diferencie metabolismo aeróbio e anaeróbio.2- Diferencie metabolismo aeróbio e anaeróbio.

3- Defina o mecanismo de ressíntese de ATP pelo sistema ATP-CP ou sistema dos 3- Defina o mecanismo de ressíntese de ATP pelo sistema ATP-CP ou sistema dos fosfagênios.fosfagênios.

4- Qual a função do NAD e do FAD nas vias de produção de energia4- Qual a função do NAD e do FAD nas vias de produção de energia

5- Qual o rendimento em ATP’s da glicólise anaeróbia se a molécula de glicose vier da 5- Qual o rendimento em ATP’s da glicólise anaeróbia se a molécula de glicose vier da corrente sangüínea ou das reservas de glicogênio. Por que existe diferençacorrente sangüínea ou das reservas de glicogênio. Por que existe diferença

6- Por que a glicólise rende mais ATP’s no metabolismo aeróbico que no aeróbico. 6- Por que a glicólise rende mais ATP’s no metabolismo aeróbico que no aeróbico.

7- Qual o papel do oxigênio nas vias aeróbias de produção de energia7- Qual o papel do oxigênio nas vias aeróbias de produção de energia

8- Qual a função do ciclo de Krebs. O que é cadeia de transporte de elétrons8- Qual a função do ciclo de Krebs. O que é cadeia de transporte de elétrons

9- Defina a via metabólica predominante nas seguintes atividades físicas:9- Defina a via metabólica predominante nas seguintes atividades físicas:a) 50 metros nado livre (22-25s)a) 50 metros nado livre (22-25s)b) Meia maratona (50min-1h e 10min)b) Meia maratona (50min-1h e 10min)c) Corrida de 800 metros (aproximadamente 1min e 20-30s)c) Corrida de 800 metros (aproximadamente 1min e 20-30s)d) Uma volta caminhando pelo campus da FASAR (15 min)d) Uma volta caminhando pelo campus da FASAR (15 min)e) Saque no vôlei (1-2s)e) Saque no vôlei (1-2s)

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